网纹型表面微结构对Ti-6Al-4V水润滑摩擦学特性的影响

研究了Ti-6Al-4V合金表面网纹型微结构与Si3N4小球对摩时的水润滑摩擦学性能.利用电火花加工技术在Ti-6Al-4V合金表面加工出不同尺寸的网纹结构,运用正交试验设计方法分析了网纹宽度、深度、间宽比和网纹角度对Ti-6Al-4V合金水润滑摩擦学性能的影响.结果表明:具有合适几何参数的网纹结构能够降低摩擦副在水润滑条件下的摩擦系数和磨损量.当网纹角度在45°时,摩擦副的摩擦系数和磨损量能同时降低.网纹宽度对稳态摩擦系数的影响最大,而网纹深度和夹角对摩擦副材料的磨损影响最大.     

FGHxx粉末高温合金疲劳损伤行为表征、评价与展望

FGHxx系列结构材料是我国近年来成功开发的损伤容限型粉末高温合金,由FGH95到FGH99系列,主要是通过材料的化学成分、制粉工艺及后续的热处理工艺参数等优化措施,达到提高在役温度下的强度、韧性性能,改善疲劳裂纹扩展阻力等目的。相比于材料工艺力学的现有研究成果,该系列材料在固体力学相关的疲劳损伤表征、寿命评价、微结构对疲劳裂纹萌生行为的研究存在显著滞后,尤其在损伤容限相关的关键科学问题以及工程关注的安全评估手段等有待深入探究。本文基于作者们对现有的FGHxx系列粉末高温合金疲劳损伤研究现状和关键科学问题的掌握和理解以及对应的部分实验研究结果,从材料微结构特征、疲劳数据分散特点、宏微观疲劳裂纹扩展行为、SEM原位测试、疲劳寿命预测模型、疲劳损伤安全区（三维K-T关系图）的建立等进行了评述和展望。     

微米级双层复合结构的一步光刻制备技术

设计了两种具有不同参数的光刻掩模版,利用光刻技术制备了两种微米级双层复合结构。研究了曝光能量对凹形缺口深度的影响,同时采用有限差分时域法分析了掩模版曝光时的光场分布情况,阐明了微米级双层复合结构形成的物理机理。实验结果表明：通过调整曝光能量的大小,能够有效地控制凹形缺口的深度。对8μm厚的AZ9260光刻胶来说,不高于160 mJ/cm²的曝光能量是制备出微米级双层复合结构的关键。该技术在制备微米尺寸的分层器件方面有着潜在的应用前景。     

MICROMECHANICS OF MACROELECTRONICS

The advent of flat-panel displays has opened the era of macroelectronics. Enthusiasm is gathering to develop macroelectronics as a platform for many technologies, ranging from paper-like displays to thin-film solar cells, technologies that aim to address the essential societal needs for easily accessible information, renewable energy, and sustainable environment. The widespread use of these large structures will depend on their ruggedness, portability and low cost, attributes that will come from new material choices and new manufacturing processes. For example, thin-film devices on thin polymer substrates lend themselves to roll-to-roll fabrication, and impart flexibility to the products. These large structures will have diverse architectures, hybrid materials, and small features; their mechanical behavior during manufacturing and use poses significant challenges to the creation of the new technologies. This paper describes ongoing work in the emerging field of research - the mechanics of macroelectronics, with emphasis on the mechanical behavior at the scale of individual features, and over a long time.     

基于点自动对焦传感器的菲涅耳微结构超精密在位测量

由于菲涅耳结构存在较大倾角且离线测量会引入原点误差,为实现菲涅耳微结构的超精密在位测量,构建了基于点自动对焦传感器的在位测量系统,并研究开发了配套的位置标定与温度补偿算法。首先,对于测量结果的核心影响因素——温度进行相关性分析,并通过高斯过程对其进行补偿,使得测头测量误差下降至未补偿前的39%;其次,为保证测头扫描路径通过所测微结构中心,以避免曲面重构过程中引入对齐误差,在测量前利用标准球面对测头的位姿进行预标定;最后,利用该套设备对菲涅耳微结构进行测量并分析了测量结果。实验结果表明,所组建的系统相比基于光谱共聚焦的在位测量系统能够更有效地评估菲涅耳结构形貌,相比离线白光干涉测量系统可获得更精准的结果。     

多光束全息干涉法制作复式光子晶体的数值仿真研究

光子晶体是由介电材料周期排列构成的人工微结构,在集成光电子学、微纳光子学等领域具有广阔的应用前景.本文对多光束全息干涉法制作复式光子晶体进行了理论和数值研究,根据多光束干涉原理给出了一种复式光子晶体的光束配置,并编写了 MATLAB仿真程序,仿真结果与理论预测符合得很好.在此基础上,研究了单束、两束、三束以及四束光的不...     

聚合物材料表面微结构调控新策略

聚合物材料表面微结构对其功能化的实现具有至关重要的作用。在过去几十年的时间里,通过电纺、光刻、等离子处理等经典方法制备了各种各样的结构功能表面,实现在光、电、生物、化学等领域的广泛应用。然而为满足技术发展需求,实现表面微结构调控新策略的开发势不可挡。本文主要从分子扩散、材料内应力、外力的施加/释放,以及多种机制协同作用四个角度出发对聚合物表面结构调控的新策略进行介绍,并对今后聚合物表面结构调控的发展方向进行简要论述。     

立方非线性微结构固体中的对称孤立波及存在条件

考虑固体材料的宏观尺度立方非线性效应、微尺度立方非线性效应以及微尺度频散效应并根据修正的Mindlin理论,建立了一维微结构固体中纵波传播的一种新模型.用动力系统的定性分析方法,证明了适当条件下立方非线性微结构固体中可存在对称钟型孤立波和反钟型孤立波,并给出了两种孤立波的存在条件.用数值方法分析了微尺度立方非线性效应对钟型与反钟型孤立波的影响,结果显示随着微尺度非线性效应的增强(或负增强),两种孤立波的宽度变窄(或变宽)而幅度保持不变.     

单晶硅表面金字塔生长过程的实验研究

在普通碱液中添加一种特殊的添加剂,在不同时间下对单晶硅表面进行刻蚀.用扫描电子显微镜观察样品表面形貌,结果显示：单晶硅片放入加入添加剂2 mL的刻蚀液中,经过10 min刻蚀后晶体表面零星出现大小不一的金字塔,并有大面积的平滑区|刻蚀15 min后金字塔大小趋向一致,平滑区面积缩小|刻蚀20 min硅片表面形成平均尺寸为2～4 μm金字塔绒面结构,并且均匀性好、覆盖率高|刻蚀25 min后,进入过腐蚀阶段,金字塔出现变大的现象.研究表明：与传统碱腐蚀相比,添加剂可以缩短单晶硅刻蚀时间,并获得较为理想的绒面结构,在工业上应用可以降低生产成本和生产时间,提高生产率.